环形燃料元件内冷却剂流动换热特性的数值研究

• 作者: 周云龙 吴明婷 黄娜 李洪伟 东北电力大学能源与动力工程学院
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 环形燃料 流动沸腾 换热特性 数值模拟
• 年，卷（期）: 2023,（06）
• 所属期刊栏目: 反应堆工程
• 页码范围: 120-131
• 页数: 12页
• 语种: 中文

摘要

相较于传统棒束燃料元件，内外双冷却通道的环形燃料元件具有堆芯功率密度高同时燃料温度低的优点，研究其热工水力特性具有重要意义。本文采用计算流体动力学(CFD)方法对内外冷却的环形燃料元件内外冷却流道的流动沸腾进行数值模拟，根据模拟结果对内外冷却流道的温度场、二次流速度及换热系数等参数进行分析。结果表明：最大二次流速度出现在燃料棒近壁面处；环形燃料元件外流道温度场分布呈现间隙处温度高，各子通道温度低的分布趋势；固体燃料棒表面温度在轴向同一位置处，沿周向以90°为周期变化；换热系数呈现规律性波动，单棒的不同周向角度换热系数存在较大差异，沿周向以90°为周期变化，周向角度为45°、135°、225°和315°位置处均出现温度极大值。本文结果可为环形燃料元件工程应用提供理论参考。